docker的数据存储
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storage driver 和 data volume 是容器存放数据的两种方式,上一节我们学习了 storage driver,本节开始讨论 Data Volume。
Data Volume 本质上是 Docker Host 文件系统中的目录或文件,能够直接被 mount 到容器的文件系统中。Data Volume 有以下特点:
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Data Volume 是目录或文件,而非没有格式化的磁盘(块设备)。
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容器可以读写 volume 中的数据。
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volume 数据可以被永久的保存,即使使用它的容器已经销毁。
好,现在我们有数据层(镜像层和容器层)和 volume 都可以用来存放数据,具体使用的时候要怎样选择呢?考虑下面几个场景:
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Database 软件 vs Database 数据
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Web 应用 vs 应用产生的日志
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数据分析软件 vs input/output 数据
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Apache Server vs 静态 HTML 文件
相信大家会做出这样的选择:
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前者放在数据层中。因为这部分内容是无状态的,应该作为镜像的一部分。
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后者放在 Data Volume 中。这是需要持久化的数据,并且应该与镜像分开存放。
还有个大家可能会关心的问题:如何设置 voluem 的容量?
因为 volume 实际上是 docker host 文件系统的一部分,所以 volume 的容量取决于文件系统当前未使用的空间,目前还没有方法设置 volume 的容量。
在具体的使用上,docker 提供了两种类型的 volume:bind mount 和 docker managed volume。
bind mount
bind mount 是将 host 上已存在的目录或文件 mount 到容器。
例如 docker host 上有目录 $HOME/htdocs:
通过 -v
将其 mount 到 httpd 容器:
-v
的格式为 <host path>:<container path>
。/usr/local/apache2/htdocs 就是 apache server 存放静态文件的地方。由于 /usr/local/apache2/htdocs 已经存在,原有数据会被隐藏起来,取而代之的是 host $HOME/htdocs/ 中的数据,这与 linux mount
命令的行为是一致的。
curl 显示当前主页确实是 $HOME/htdocs/index.html 中的内容。更新一下,看是否能生效:
host 中的修改确实生效了,bind mount 可以让 host 与容器共享数据。这在管理上是非常方便的。
下面我们将容器销毁,看看对 bind mount 有什么影响:
可见,即使容器没有了,bind mount 也还在。这也合理,bind mount 是 host 文件系统中的数据,只是借给容器用用,哪能随便就删了啊。
另外,bind mount 时还可以指定数据的读写权限,默认是可读可写,可指定为只读:
ro
设置了只读权限,在容器中是无法对 bind mount 数据进行修改的。只有 host 有权修改数据,提高了安全性。
除了 bind mount 目录,还可以单独指定一个文件:
使用 bind mount 单个文件的场景是:只需要向容器添加文件,不希望覆盖整个目录。在上面的例子中,我们将 html 文件加到 apache 中,同时也保留了容器原有的数据。
使用单一文件有一点要注意:host 中的源文件必须要存在,不然会当作一个新目录 bind mount 给容器。
mount point 有很多应用场景,比如我们可以将源代码目录 mount 到容器中,在 host 中修改代码就能看到应用的实时效果。再比如将 mysql 容器的数据放在 bind mount 里,这样 host 可以方便地备份和迁移数据。
bind mount 的使用直观高效,易于理解,但它也有不足的地方:bind mount 需要指定 host 文件系统的特定路径,这就限制了容器的可移植性,当需要将容器迁移到其他 host,而该 host 没有要 mount 的数据或者数据不在相同的路径时,操作会失败。
移植性更好的方式是 docker managed volume,下一节我们讨论。
docker managed volume 与 bind mount 在使用上的最大区别是不需要指定 mount 源,指明 mount point 就行了。还是以 httpd 容器为例:
我们通过 -v
告诉 docker 需要一个 data volume,并将其 mount 到 /usr/local/apache2/htdocs。那么这个 data volume 具体在哪儿呢?
这个答案可以在容器的配置信息中找到,执行 docker inspect
命令:
docker inspect 21accc2ca072
......
"Mounts": [
{
"Name": "f4a0a1018968f47960efe760829e3c5738c702533d29911b01df9f18babf3340",
"Source": "/var/lib/docker/volumes/f4a0a1018968f47960efe760829e3c5738c702533d29911b01df9f18babf3340/_data",
"Destination": "/usr/local/apache2/htdocs",
"Driver": "local",
"Mode": "",
"RW": true,
"Propagation": ""
}
],
......
docker inspect
的输出很多,我们感兴趣的是 Mounts
这部分,这里会显示容器当前使用的所有 data volume,包括 bind mount 和 docker managed volume。
Source
就是该 volume 在 host 上的目录。
原来,每当容器申请 mount docker manged volume 时,docker 都会在/var/lib/docker/volumes
下生成一个目录(例子中是 "/var/lib/docker/volumes/f4a0a1018968f47960efe760829e3c5738c702533d29911b01df9f18babf3340/_data ),这个目录就是 mount 源。
下面继续研究这个 volume,看看里面有些什么东西:
volume 的内容跟容器原有 /usr/local/apache2/htdocs 完全一样,这是怎么回事呢?
这是因为:如果 mount point 指向的是已有目录,原有数据会被复制到 volume 中。
但要明确一点:此时的 /usr/local/apache2/htdocs 已经不再是由 storage driver 管理的层数据了,它已经是一个 data volume。我们可以像 bind mount 一样对数据进行操作,例如更新数据:
简单回顾一下 docker managed volume 的创建过程:
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容器启动时,简单的告诉 docker "我需要一个 volume 存放数据,帮我 mount 到目录 /abc"。
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docker 在 /var/lib/docker/volumes 中生成一个随机目录作为 mount 源。
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如果 /abc 已经存在,则将数据复制到 mount 源,
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将 volume mount 到 /abc
除了通过 docker inspect
查看 volume,我们也可以用 docker volume
命令:
目前,docker volume
只能查看 docker managed volume,还看不到 bind mount;同时也无法知道 volume 对应的容器,这些信息还得靠docker inspect
。
我们已经学习了两种 data volume 的原理和基本使用方法,下面做个对比:
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相同点:两者都是 host 文件系统中的某个路径。
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不同点:
bind mount | docker managed volume | |
---|---|---|
volume 位置 | 可任意指定 | /var/lib/docker/volumes/... |
对已有mount point 影响 | 隐藏并替换为 volume | 原有数据复制到 volume |
是否支持单个文件 | 支持 | 不支持,只能是目录 |
权限控制 | 可设置为只读,默认为读写权限 | 无控制,均为读写权限 |
移植性 | 移植性弱,与 host path 绑定 | 移植性强,无需指定 host 目录 |
下节讨论如何通过 data volume 实现容器与 host,容器与容器共享数据。